Planschleifen Modifiziertes Verfahren senkt Temperaturen beim Planschleifen

Beim Planschleifen von Cermets hat die Trockenbearbeitung in Verbindung mit einer angepassten Prozesskinematik erhebliche Vorteile im Vergleich zum konventionellen Verfahren. Dazu zählen geringere Prozesstemperaturen und kein Zusetzen der Schleifscheibe.

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Das ständig wachsende Angebot von Bauteilen mit ebenen Oberflächen und die steigenden Anforderungen an die Genauigkeiten erfordern es, das Planschleifen zu verbessern, vor allem für das Schärfen von Werkzeugen, beispielsweise an den Spanflächen von Drehwerkzeugen und Fräsern. Unter den Werkstoffen mit erhöhten Festigkeiten, die zur Herstellung von verschleißfesten und wärmebeständigen Werkzeugen geschliffen werden, haben Hartmetalle mit keramischen Hartstoffen (Cermets) eine breite Anwendung gefunden. Je nach Zusammensetzung können Cermets Temperaturen zwischen 800 und 1000 °С standhalten.

Werkstück beim Planschleifen stark beansprucht

Hartmetalle weisen im Allgemeinen eine niedrige Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegungs- und Dehnungsbeanspruchungen auf, verfügen aber über eine erhöhte Festigkeit und Sprödigkeit. So kommt es während des Schleifens insbesondere in den Oberflächenrandschichten zu hoher Beanspruchung durch Druck und Reibung.

Dies hat eine schnelle Erwärmung der Kontaktoberfläche zwischen Schleifscheibe und Werkzeug bis zu einer Temperatur von 1000 bis 1500 °C zur Folge. Die Geschwindigkeit der Erwärmung erreicht dabei bis zu 100000 °/s, während die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung in die Hartmetall-Schneidplatte ungefähr hundertmal geringer ist. Aus diesem Grund weisen die Oberflächenschichten, die sich in einiger Entfernung von der Schleifstelle befinden, eine bedeutend niedrigere Temperatur auf.

Temperaturdifferenzen beim Planschleifen verursachen große Eigenspannungen

Zusätzlich kommt es mit jedem Arbeitshub zu einer Erhöhung der Temperaturdifferenz zwischen der bearbeiteten Oberfläche und dem restlichen Teil des Werkstückes. Aufgrund ungleicher Werte und Richtungen der thermisch induzierten Deformationen des Bauteils über die verschiedenen Bereiche der abgeschliffenen Schneidplatte kommt es zu großen Eigenspannungen.

Die hohe Temperatur der Oberflächenschicht kann zu einer Veränderung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Hartmetalls führen, der zyklische Gradient der Temperatur ist außerdem eine Ursache für die Bildung von Mikrorissen. Diese verringern die Haltbarkeit der Schneidkante und führen so zur Zerstörung oder einem beschleunigten Verschleiß des Werkzeuges.

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